一种膜过滤与复合生物滤池组合工艺的污水处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别是指一种污水处理系统及处理方法，具体为一种膜过滤与复合生物滤池组合工艺的污水处理方法。

背景技术

传统的活性污泥法具有效率高，效果好、适用范围广、方法成熟等优点，是当前污水处理的主流工艺。然而，采用传统的活性污泥法仍有诸多缺陷，往往基建费、运行费高，能耗大，管理较复杂，易出现污泥膨胀现象；污水进行脱氮除磷处理工艺需要将多个厌氧和好氧反应池串联，以形成多级反应池，这势必要增加基建投资的费用及能耗，并且使运行管理变得复杂；活性污泥法产生大量的剩余污泥，需要进行污泥无害化处理，增加了投资。再者，传统的处理方法仍然是对污染物进行“破坏”，比如将有机物经过同化作用转化为污泥、异化作用转化为二氧化碳，从而从污水中去除。实际上，污水中的有机物是一种资源，如果提取出来，厌氧消化产生甲烷做能源使用，或有机物污泥好氧发酵后做肥料使用，实现了污水资源化利用，符合国家实施的双碳战略。

针对传统的活性污泥法的一些固有缺陷，生物膜具有对污水水质、水量的变化有较强的适应性，管理方便，不会发生污泥膨胀；微生物世代时间较长，且生物相对更为丰富、稳定，产生的剩余污泥少；能够处理低浓度的污水等优点。然而传统的生物膜法具有易堵塞、反洗繁琐等问题。鉴于上述缺陷，开发一套基于资源回收的较强适应性的污水处理工艺十分有必要。

因此，如何从污水中提取有机物并开发短流程易操作的污水处理工艺具有重要的现实和科学意义。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明提供膜过滤与复合生物滤池组合工艺处理污水的方法，具有实现污水有机物浓缩以及去除氮的功能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种膜过滤与复合生物滤池组合污水处理系统，包括进水单元、膜过滤单元、生物膜单元、回流单元、污泥处理单元；

所述进水单元设有进水口和调节池；

所述进水单元与所述膜过滤单元相连通；

所述的膜过滤单元含有膜池、产生泵、反洗泵、第一鼓风机等设备；膜池底部设排空阀，顶部设溢流口；

所述生物膜单元设好氧池、缺氧池，均设有悬浮填料，好氧池底部设有曝气器，第一缺氧池设碳源投加点，第二缺氧池设絮凝剂投加点；

所述沉淀单元中，设有二沉池和出水口；

所述回流单元中，设有污泥回流泵和剩余污泥排泥口，剩余污泥回流至所述生物膜单元的好氧池；

所述进水单元和所述膜过滤单元之间设有进水泵；

所述膜过滤单元和所述生物膜单元之间还设有水箱及提升泵；水箱底部设溢流口，可选地底部设排空阀；

所述生物膜单元设有第二鼓风机；

所述膜过滤单元还设有阀门；

本发明的一些实施方式中，所述生物单元中：

所述好氧池包括第一好氧池和第二好氧池，底部均设有曝气器；

所述好氧池由鼓风机提高氧气；

所述回流单位设有回流泵；

各池子之间连接口在上方或下方；

所述曝气器为微孔曝气盘；

所述回流单元还设有阀门和流量计；

所属的污泥处理单元设有污泥浓缩池及污泥处理设备。

一种膜过滤与复合生物滤池组合工艺处理污水的方法，包括以下步骤：

1)所处理的污水经过粗格栅将大颗粒悬浮物截留后进入调节池，对水质水量进行调节，通过进水泵经手提蓝格栅过滤后进入膜池；

2)进水管上设混凝剂投加点，药剂与污水一起进入膜池；

3)当膜池内液位达到高位时，启动产水泵，水流进水箱；

4)提升泵将水箱内水提升到好氧池，好氧池内设有填料，启动鼓风机，将氨氮氧化为硝态氮；

5)水流入缺氧池，碳源提供电子将硝态氮还原为氮气；

6)循环周期内先产水，后曝气擦洗，将膜上的泥饼抖落掉；

7)当跨膜压差达到一定的程度时，采取反洗措施，恢复膜通量；

8)膜池内浓缩液每隔3-5天排空一次；

9)通过投加污泥助沉剂，提高污泥沉降速率。通过污泥泵将污泥回流至好氧池前端，起到强化处理的作用。

10)膜池排出的浓缩污泥经过浓缩池之后，上清液流入污水处理站前端集水池，底部浓缩污泥采用好氧发酵或者厌氧消化技术处理。

与现有技术相比，本发明具有以下特点和有益效果：

(1)与现有技术中膜生物反应器显著不同的是，本发明将进水经过预处理之后直接强化混凝再过滤，传统的膜生物反应器将活性污泥与水分离，传统的膜生物反应器中活性污泥的胞外聚合物分子链长并且有粘性，容易堵膜孔，此外，曝气能耗高。强化混凝过滤工艺直接将进水与混凝剂混合，通过物化作用实现碳氮分离，膜污染程度大大减轻，运行简单，便于操作，出水COD及SS较低。

(2)与现有技术中硝化液回流的工艺不同的是，本发明的生物膜单元，依次经过硝化池、反硝化池，实现了自养菌与异养菌分离，能显著提高各自去除污染物的效率。

(3)与现有技术中单一的活性污泥法、生物膜法工艺不同的是，本发明的沉淀单元设有污泥回流泵，形成了泥膜共存的局面，克服了活性污泥法与生物膜法的缺点，发挥各自优点，提高污水处理效率。

(4)膜池排出的浓缩液含有较高的有机物浓度，经过好氧发酵或厌氧消化后可以作为肥料、能源使用，具有良好的资源化利用途径，符合物质循环、低碳绿色的污水处理思路。

附图说明

图1为本发明实施例的一种膜过滤与复合生物滤池组合工艺处理污水的方法的结构示意图；

其中，1-进水，2-粗格栅，3-调节池，4-进水泵，5-膜池，6-水箱，7-提升泵，8-好氧池，9-缺氧池，10-二沉池，11-出水，12-膜架，131-第一鼓风机，132-第二鼓风机，14-手提篮格栅，15-溢流管，16-产水泵，171-176-阀门，18-产水泵，19-碳源投加点，20-絮凝剂投加点，21-曝气装置，21-曝气器，22-剩余污泥，23-排空阀，24-污泥泵，25-混凝剂投加点，26-反洗药剂投加点，27-压力表，28-液位计，29-流量计，30-污泥处理单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明提供了一种膜过滤与复合生物滤池组合工艺处理污水的方法，下面结合附图和具体实施方式对本发明的具体技术方法和装置进行详细、完整的描述说明，所描述的具体实施方式仅是本发明的部分事例，而不是全部实例。本领域技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实例，都属于本发明的保护范围。

另外，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

如图1所示，本发明的膜过滤与复合生物滤池组合工艺处理污水的方法，包括进水单元、膜过滤单元、生物膜单元、回流单元、污泥处理单元；

所述进水单元设有进水口1、粗格栅2、调节池3及进水泵4，所述粗格栅2用于去除大颗粒悬浮物，所述调节池3用于调节水质水量，所述进水泵4将污水提升至膜过滤单元；

所述膜过滤单元与所述进水单元相连通，设有膜池5、水箱6、产水泵18、膜架12，所述膜池内设液位计28，底部设排空阀23，顶部设溢流管15；所述水箱6顶部设溢流管15；所述的排空阀23平时做排泥使用；所述膜架12内有膜及其固定装置，底部设有曝气装置；所述的膜架12底部曝气装置与鼓风机131相连；所述进水泵4出水管上设混凝剂投加点；所述的产水管一端与膜架12相连，产水管上设反洗药剂投加点26及压力表27。产水管另一端第一个节点与产水泵18相连，所述产水泵18进水管上设阀门174，产水泵18出水管上设阀门175，产水管另一端第二个节点与反洗泵16相连，所述反洗泵与水箱6相连；

较佳地，所选的阀门为电动阀；

所述的生物膜单元与膜过滤单元相连通，设有好氧池8、缺氧池9；所述好氧池8内底部设曝气装置21，上部设有悬浮填料，填充比约30％-90％；所述的曝气装置21与鼓风机132相连；所述缺氧池9内设有悬浮填料，填充比约30％-70％；所述缺氧池9第一格室设碳源投加点19；所述缺氧池9第二格室设絮凝剂投加点20；所述的好氧池8和缺氧池底部均设有排空阀23；

所述的回流单元与生物膜单元相连通，设有二沉池10、出水口11；所述的二沉池10底部管道上设有污泥泵24，污泥回流至好氧池8，同时设有剩余污泥排泥口22；

所述生物膜单元和所述膜过滤单元之间还设有提升泵7；

一般地，所述的膜池水力停留时间1-2h，好氧池8水力停留时间3-6h，缺氧池9水力停留时间1-3h；

所述的产水泵工作时间与停歇时间比为3:1-5:1，产水泵停歇时间为鼓风机131工作时间；

所述的压力表27数值达到40kpa，开启膜反洗措施；

所述的进水泵3的流量是产水泵18流量的1.5-2倍；

所述的膜池液位控制：高液位时启动产水泵18，低液位时膜丝仍浸在水中；

所述回流单元还设有阀门18和流量计29，用于控制污泥回流量和计量污泥回流量；

所述的二沉池(10)水力停留时间一般2-4h；

优选地，二沉池(10)池型为辅流式；

所述的污泥处理单元(30)优选采用好氧发酵技术；可选地，采用污泥厌氧发酵技术。

一种膜过滤与复合生物滤池组合工艺处理污水的方法，包括以下步骤：

1)所处理的污水经过粗格栅将大颗粒悬浮物截留后进入调节池，对水质水量进行调节，通过进水泵经手提蓝格栅过滤后进入膜池；

2)进水管上设混凝剂投加点，药剂与污水一起进入膜池；

3)当膜池内液位达到高位时，启动产水泵，水流进水箱；

4)提升泵将水箱内水提升到好氧池，好氧池内设有填料，启动鼓风机，将氨氮氧化为硝态氮；

5)水流入缺氧池，投加碳源提供电子将硝态氮还原为氮气；

6)循环周期内先产水，后曝气擦洗，将膜上的泥饼抖落掉；

7)当跨膜压差达到一定的程度时，采取反洗措施，恢复膜通量；

8)膜池内浓缩液每隔3-10天排空一次；

9)通过投加污泥助沉剂，提高污泥沉降速率。通过污泥泵将污泥回流至好氧池前端，起到强化处理的作用；

10)膜池排出的浓缩污泥经过浓缩池之后，上清液流入污水处理站前端集水池，底部浓缩污泥采用好氧发酵或者厌氧消化处理。

本发明的膜过滤与复合生物滤池组合污水处理系统具有自动保护膜的功能，产水泵(18)停泵时，膜丝浸在水中，防止进水泵(4)停止而产水泵(18)膜丝暴露在空气中而损害。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

实施例1：

以某污水处理站点为例，设计规模60吨/d。

采用本实施例的一种膜过滤与复合生物滤池组合工艺处理污水的方法后，出水指标如下所示：

平均进水COD浓度为226mg/L左右，出水COD浓度平均为41.2mg/L，进水平均氨氮36mg/L左右，出水氨氮平均为0.4mg/L，平均进水TN浓度(总氮浓度)为43mg/L左右，出水TN浓度平均为10.6mg/L，平均进水TP浓度(总磷浓度)为4.52mg/L左右，出水TP浓度平均为0.32mg/L，进水SS为133mg/L左右，出水SS(悬浮固体)平均8.1mg/L。污水处理站出水水质良好，运行稳定。

表1实施例1中的污水处理站出水水质各指标前后对比表

实施例2：

某污水处理站设计规模100吨/d，主要处理农村生活污水；

采用本实施例的一种膜过滤与复合生物滤池组合工艺处理污水的方法后。出水指标如表2所示：

表2实施例2中的污水处理站进出水水质情况

从上述两个实施例中可知，使用本发明后，运行简单方便，出水水质稳定。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。